專利名稱：：一種抗菌聚酰胺6纖維及其制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種抗菌纖維及其制作方法，特別是一種通過添加抗菌母粒制作而成的抗菌聚酰胺6纖維及其制作方法。
背景技術：
：抗菌纖維及織物的加工主要采用以下兩種方法后整理法和纖維改性法，后整理法占加工纖維抗菌的70%,，以有機抗菌劑為主，如季胺鹽型抗菌劑，但是由于該法是將抗菌有效成分附著在纖維表面，制得的抗菌產品不耐洗滌、持久性差、易產生耐藥性，同時該法耐熱性差，具有一定的毒性和揮發(fā)性，易產生殘留物。80年代后期，通過對纖維直接進行改性來生產抗菌纖維逐漸受到重視，主要有通過改變高分子結構的化學改性和通過添加抗菌劑到成纖高聚物中的共混改性，其中又以共混改性為主。通常所采用的抗菌劑有各種天然礦石，如沸石、奇冰石、具有抗菌功能的陶瓷等，但由于它們的抗菌性能較弱，用量較大，紡絲加工困難，從而對纖維的力學性能造成嚴重影響。其它具有抗菌作用的金屬元素如Cu、Hg、Pb、Cr、Zr等不僅抗菌能力不強，而且有些元素還具有毒副作用，對人類造成傷害。目前，國內還未見有銀系抗菌錦綸6纖維在批量生產方面的相關報道，一些學術研究也尚處于起步階段，這主要是由于在銀系抗菌錦綸6纖維的批量生產方面，技術上還存在較大的瓶頸。主要表現(xiàn)在鈉米銀離子很容易氧化黃變及引起錦綸6纖維變色；抗菌粉體如果粒徑過大，或分散性不好，則易在紡絲過程中造成過濾網阻塞和噴絲孔堵塞，引起飄絲、斷頭及組件壓力迅速上升，甚至無法正常生產；納米尺度的抗菌粉體極易在制造抗菌母粒和紡絲過程中產生團聚，成為粗大顆粒堵塞過濾網和噴絲孔；無機粒子的加入改變了纖維的表面摩擦性能，纖維在制作過程中極易產生毛羽，引起纖維的物理指標下降，從而不能滿足后道加工的要求。
發(fā)明內容本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術所存在的上述問題，提供了一種持久、廣譜、高效抗菌聚酰胺6纖維和它的制作方法。一種抗菌聚酰胺6纖維，其特征在于它是將抗菌母粒在紡絲過程中添加到聚酰胺6切片中混合而制成，其中銀離子在纖維中的重量百分比》0.3%，所述的抗菌母粒是由載銀復合無機抗菌粉體、偶聯(lián)劑、表面活性劑、抗氧化劑和聚酰胺6切片混合制成。本發(fā)明專利所采用的載銀復合無機抗菌粉體具有其它抗菌劑無法比擬的優(yōu)點，克服了一般銀系抗菌劑所固有的一些缺點，如加工和使用過程中易變色，銀離子交換率太低，成本較高等。本發(fā)明的載銀復合無機抗菌粉體是銀離子與可溶性磷酸鹽進行離子交換制得，粉體的平均粒徑0.4-0.6u。本發(fā)明所采用的抗菌粉體其優(yōu)點主要體現(xiàn)在①其抗菌性能強，用較小量的抗菌劑就能達到比普通抗菌劑高出多倍的抗菌效果；②選用了特殊結構銀離子載體，保證了銀離子在加工和使用過程中穩(wěn)定不易變色；③使用了新的加工技術，銀離子交換率提高，省略了干燥過程，其成本大大降低等。將粒徑在0.4-0.8U載銀復合無機抗菌粉體結合適量的添加劑后需要高度分散到聚酰胺6切片中才制成所述的抗菌母粒，其各成分所占它們總重量的重量百分比為粒徑為0.4-0.8Wm的層狀載銀復合無機抗菌粉體15-30%偶聯(lián)劑1-3%表面活性劑0.5-1.8%抗氧化劑0.3-1.2%聚酰胺6:余量再將上述抗菌母粒在紡絲過程中添加到聚酰胺6中混合制成抗菌錦綸6POY、HOY、FDY、DTY等纖維，其中抗菌母粒和聚酰胺6切片所占其總重量的重量百分比為抗菌母粒4-5。/。聚酰胺6切片余量為了獲得較好質量的本發(fā)明所的纖維，本發(fā)明所述的纖維可采用如下方法制作。將粒徑為0.4-0.8U的銀離子抗菌粉體與偶聯(lián)劑、抗氧化劑和表面活性劑按所述重量比一同加入到汽流膜混和器中進行干法表面處理，表面處理后的超細材料粉體與聚酰胺6載體在高速混合機中混合，得到的混合粉料送到雙螺桿擠出機中共混擠出，其工作溫度為235-265°C,較常規(guī)制作錦綸6色母粒溫度低20-30°C，實踐證明這可以保證原料載體不降解、銀離子不氧化，將上述得到的抗菌母粒和聚酰胺6切片經計量加料器計量混合，然后送至螺桿紡絲機進行紡絲，最后得到的成品即為本發(fā)明持久、廣譜、高效抗菌錦綸6POY、HOY、FDY纖維。再采用疊盤摩擦式加彈機對抗菌POY纖維進行再加工，加工成抗菌錦綸6DTY纖維。所選用的載銀復合無機抗菌粉體是以銀離子為抗菌活性體，載銀復合無機抗菌粉體是銀離子與可溶性磷酸鹽進行離子交換制得，粉體的平均粒徑0.4-0.6P。例如將氧化銀和可溶性的酸性磷酸鹽溶液交換制得。將銀離子載入納米磷酸鹽的特殊結構中，這樣降低了銀離子在母粒制作、纖維紡制過程中與氧氣接觸的機率，解決了銀離子易氧化變色，從而導致抗菌性能降低的難題。由于在銀離子交換過程采用了新的技術，銀離子交換率大大提高，同時又省略了干燥過程，因此該抗菌粉體的成本大大降低，又由于高價態(tài)的銀離子活性高，用較少的母粒就可達到良好的抗菌性能。本發(fā)明優(yōu)先選用粒徑分布0.4-0.8ix且平均粒徑為0.6u的載銀復合無機抗菌粉體。該抗菌粉體雖然經過了表面處理，但若不選擇上述粒徑分布范圍，則仍然達不到理想的分散狀態(tài)。若粒徑小于0.2n,納米粉體之間的團聚現(xiàn)象將會很明顯，出現(xiàn)斷絲和紡絲組件壓力迅速升高，影響纖維生產過程的平穩(wěn)進行；若粒徑大于0.8U也會導致上述問題，而且對設備的磨損也很大。在抗菌母粒制造過程中，優(yōu)先選用大分子量的硬醋酸鈣做分散劑，很好地解決了載銀復合無機抗菌粉體在聚酰胺6聚合物中的分散和相容性。制備母粒的雙螺桿擠出機系統(tǒng)中增設了兩道過濾精度為4011的過濾器，將造粒過程中因團聚產生的粗大顆粒及聚酰胺6聚合物降解產生的部分凝膠過濾掉，保證纖維紡制過程中組件的使用周期。在該纖維制作過程中采用低溫紡絲技術，選用的熱媒沸點為243°C，螺桿各區(qū)溫度和箱體溫度均控制在248-255°C,以保證原料載體不降解、銀離子不氧化，最終避免了纖維的變色和保證了銀離子的抗菌效能。該纖維的仿絲制作過程中可選用30-40U比利時產的金屬無紡布和40-60目比利時產的金屬砂來過濾熔體，過濾壓力控制12.5-13.5MPa。若采用40目以下的濾砂以及40u以上的金屬絲網過濾，則過濾層對熔體的過濾和均化的作用較差，過濾網孔易堵塞；若采用60目以上的濾砂以及30u以下的金屬絲網過濾，則過濾層易堵塞，兩者組件壓力都上升較快，使用周期比較短；另一方面，濾砂也可以釆用三氧化二鋁、海砂、玻璃珠等，但三氧化二鋁、海砂、玻璃珠易吸附抗菌粉體引起顆粒的團聚，阻塞過濾層，造成紡絲困難，因此優(yōu)先采用金因為在抗菌纖維中均勻分布著抗菌粉體，改變了纖維與纖維、纖維與陶瓷導絲器之間的動靜摩擦系數(shù)，增大了紡制過程中纖維與所接觸的陶瓷導絲器之間的摩擦力，使纖維極易產生毛羽與斷頭，因此在POY、HOY、FDY紡制過程中采用等離子噴涂陶瓷巻繞機導輥來加工纖維，與纖維接觸的導絲器均采用表面做過梨地處理的陶瓷導絲器，在DTY加工過程中采用表面摩擦系數(shù)為Ra=0.85的軟陶瓷盤，與纖維接觸的導絲器采用表面做過鉆石拋光處理的陶瓷導絲器，止捻器選用日本湯淺公司產的表面做過梨地處理的金屬止捻器，從而最大限度地減少纖維的損傷，保護纖維的機械物理性能。在纖維紡制過程中，對冷卻條件、加工速度、定型溫度等加工藝條件進行了優(yōu)化，充分考慮給予纖維較緩和的加工條件，降低對絲的損傷。本發(fā)明具有如下特點1.本錦綸6抗菌纖維在含銀離子<1%時，就能達到了持久、高效、廣譜的抗菌效果，對金黃色葡萄球菌、肺炎桿菌、白色念珠菌等多種細菌、真菌、病毒有抑殺作用，抗菌率》99.9%。2.本發(fā)明纖維經過100次洗漆后，抗菌率》99%。3.本發(fā)明纖維對人安全、無毒，并對皮膚無刺激、無過敏，安全指標LD50》5000mg/kg4.本發(fā)明纖維各種力學機械指標相同于普通錦綸6，完全滿足后道織布、后整理的技術要求。具體實施例方式實施例1(a)母粒制備取平均粒徑為0.8U載銀復合無機抗菌粉體30份、偶聯(lián)劑TF-22.5份、抗氧化劑APG1份和表面活性劑硬醋酸鈣1.6份一同加入到汽流膜混和器中進行干法表面處理，表面處理后的超細材料粉體與聚酰胺6載體65份在高速混合機中混合，得到的混合粉料送到雙螺桿擠出機中共混擠出，切粒。具體工藝如下-<table>complextableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>(b)抗菌錦綸6DTY的加工工藝取上述抗菌母粒5分，聚已內酰胺95份共混紡絲，具體工藝如下:①POY加工工藝<table>complextableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實施例2(a)母粒制備取平均粒徑為0.4u載銀復合無機抗菌粉體20份、偶聯(lián)劑TF-22份、抗氧化劑APG0.8份和表面活性劑硬醋酸鈣1.2份一同加入到汽流膜混和器中進行干法表面處理，表面處理后的超細材料粉體與聚酰胺6載體76份在高速混合機中混合，得到的混合粉料送到雙螺桿擠出機中共混擠出，切粒。具體工藝如下<table>compelxtableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>(b)抗菌錦綸6H0Y、FDY的加工工藝取上述抗菌母粒4分，聚已內酰胺96份共混紡絲，具體工藝如下:<table>complextableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權利要求1、一種抗菌聚酰胺6纖維，其特征在于它是將抗菌母粒在紡絲過程中添加到聚酰胺6中混合而制成。2、根據(jù)權利要求1所述的抗菌聚酰胺6纖維，其特征在于抗菌母粒是由載銀復合無機抗菌粉體、偶聯(lián)劑、表面活性劑、抗氧化劑和聚酰胺6混合制成，重量百分比分別是15-30%、1-3%、0.5-1.8%、0.3-1.2%、余量。3、根據(jù)權利要求2所述的抗菌聚酰胺6纖維，其特征是載銀復合無機抗菌粉體是銀離子與可溶性磷酸鹽進行離子交換制得，粉體的平均粒徑0.4-0.6u。4、根據(jù)權利要求2所述抗菌聚酰胺6纖維，其特征在于表面活性劑可是硬醋酸鋅、硬醋酸鈣、硬醋酸、亞乙基雙硬脂酞胺中的一種或多種。5、制作如權利要求2所述抗菌聚酰胺6纖維的方法，包括以下步驟①將載銀復合無機抗菌粉體、偶聯(lián)劑、抗氧化劑、表面活性劑一同加入到汽流膜混合器中進行干法表面處理，制得超細材料粉體；②將超細材料粉體與聚酰胺6載體充分混合后，送入雙螺桿擠出機中共混擠出制得抗菌母粒，雙螺桿擠出機的工作溫度為235-265°C;③將得到的抗菌母粒和聚酰胺6切片經計量加料器計量混合，然后送入螺桿紡絲機中進行紡絲，制得的成品即為本發(fā)明的抗菌錦綸6纖維，其中銀離子在纖維中的重量百分比》0.3%。6、根據(jù)權利要求5所述的制作抗菌聚酰胺6纖維的方法，該方法的特征在于①在抗菌母粒制備過程中，熔體在雙螺桿擠出機中擠出前經過了兩道精度為40u的濾芯過濾。②在該纖維的紡絲過程中，螺桿各區(qū)溫度和箱體溫度控制在248-255°C。③在該纖維的紡絲過程中，選用30-40u的金屬無紡布和40-60目的金屬砂過濾熔體，過濾壓力控制在12.5-13.5MPa。④在該纖維的紡絲過程中，采用等離子噴涂陶瓷巻繞機導輥來加工纖維，與纖維接觸的導絲器均采用表面做過梨地處理的陶瓷導絲器。全文摘要本發(fā)明涉及一種抗菌聚酰胺6纖維及其制作方法。它將粒徑為0.4-0.8μ的抗菌無機材料與偶聯(lián)劑、抗氧化劑和表面活性劑一同加入到汽流膜混合器中進行干法表面處理，表面處理后的超細材料粉體與聚酰胺6載體在高速混合機中混合，得到的混合粉料送到雙螺桿擠出機中共混擠出，其工作溫度較常規(guī)制作錦綸6色母粒溫度低20-30℃，以保證原料載體不降解、銀離子不氧化，將上述得到的抗菌母粒和聚酰胺6切片經計量加料器計量混合，然后送至抗菌纖維的螺桿紡絲機進行紡絲。本發(fā)明抗菌率達99％，使用安全，對皮膚無任何刺激，可廣泛應用在貼身內衣、襯衣、游泳衣、襪子等和肌膚直接接觸的織物上。文檔編號D01F1/10GK101195930SQ200610155358公開日2008年6月11日申請日期2006年12月21日優(yōu)先權日2006年12月21日發(fā)明者寧佐龍,繆國華申請人:丁爾民